Управление системой "Интеллектуальный дом" через Интернет. Аппаратно-программные решения внутренней ...
Реферат - Компьютеры, программирование
Другие рефераты по предмету Компьютеры, программирование
?мном уровне. Аппараттурно все устройства идентичны и предоставляют одинаковые функции. На нижеприведеной схеме системы (Рис.1) изображена структура подключения и взаимодействия частей системы.
Рис. 1
Макет состоит из модулей, которые имитируют работу устройств, подключенных к интегрированной системе. Каждый модуль состоит из компьютера и подключенного к нему через интерфейс RS-232 модуля. Коммуникационная среда интегрированной системы также имитируется на этих компьютерах.
Структура аппаратного модуля
Аппаратный модуль представляет собой смонтированную на картоне электрическую схему, позволяющую реализовать следующие функции:
- отображение состояний устройства:
- подача питания
- готовность к работе
- выполнение специфической функции
- подача сигнала в устройство для имитации пользовательского ввода или срабатывания некоторого датчика
На рис 2. приведена принципиальная схема устройства:
Рис. 2
Выходы данной схемы выводятся на линии последовательного интерфейса RTS, DTR, CD и GND.
Для индикации состояния устройства в данной схеме используются два светодиода, подключенные через резисторы для ограничения тока к двум линиям интерфейса RS-232. На этих линиях контроллер интерфейса позволяет программно выставлять высокий и низкий уровни сигнала, что позволяет управлять состоянием светодиодов.
Для обратной связи используется кнопочный выключатель, размещенный в цепи линии CD (Carrier Detect) - обнаружение несущей, при его замыкании к ней начинает течь ток и контроллер посылает программному обеспечению сигнал обнаружения несущей.
При включении питания в такой схеме загорается зеленый светодиод, что говорит о правильном подключении схемы к последовательному порту и его работоспособности.
При инициализации программной части имитации устройства, подается напряжение на линию RTS и DTR, следовательно загорается красный светодиод и гаснет зеленый, что означает успешное включение устройства в интегрированную систему и готовность его выполнять свои функции. Одновременная индикация обоих светодиодов означает выполнение этим устройством его специфической функции.
Выключатель предназначен для передачи устройству сигнала о пользовательском вводе или имитации возникновения некотрого внешнего события (срабатывания датчика).
Структура программного модуля
Программная часть модуля имитации устройства в интегрированной сети представляет собой программу работающую с последовательным портом, написанную на языке Java, и позволяющую программно реализовывать описанные выше действия по управлению аппаратной частью модуля устройства. На рис 3. приведена схема взаимодействия программных модулей во время их работы:
Рис. 3
Написанный на языке Java класс использует для работы с COM портом стандартный интерфейс программирования Java Communication API. Он в свою очередь через механизмы Java Native Interface использует системный драйвер для работы с COM портом. Экземпляры классов, порожденных от этого класса и реализующих особенности работы различных устройств используются для подключения их в интегрированную систему.
Структура макета интегрированной системы
Макет интегрированной системы создавался на основе платформы Java при использовании средства создания распределенных приложений CORBA. Данное сочетание позволило быстро и с наименьшими затратами создать макет, отвечающий требованиям, предъявляемым к интергрированным системам в концепции интеллектуального дома. Технология CORBA представляет собой среду для функционирования и взаимодействия некоторых CORBA-объектов, предоставляющих друг другу сервисы. Использование механизма CORBA позволяет автоматически получить в создаваемой системе наличие следующих возможностей:
- независимость от аппаратной платформы и коммуникационных протоколов, что позволяет имитировать единство и прозрачность коммуникационной среды интегрированой системы управления;
- служба Имен и Поиска позволяет регистрировать и находить в единой, возможно распределенной базе данных все объекты системы; при этом она также обеспечивает перенос устройств и реконфигурацию сети без дополнительного ручного настраивания системы;
- поддержка транзакций дает возможность поддержки надежной среды взаимодействия между модулями системы
- служба сохранения состояния объектов позволяет в случае потери связи устройства с системой продолжать функционирование по алгоритмам, заложенным в самом устройстве и, при восстановлении связи, корректно возобновлять работу в составе системы;
- служба времени позволяет всем объектам системы синхронизировать свое время и получать реальные временные параметры, происходящих в системе событий;
- служба событий дает возможность различным объектам генерировать и рассылать в системе события, о которых должны быть извещены другие объекты, и получать события от других объектов для возможного изменения режима работы этих объектов
Макет интегрированной системы физически размещается на тех же компьютерах, что и макеты устройств, подключенных к этой системе. На них запускаются вышеперечисленные сервисы для обепечения подключения к ним макетов устройств. Более подробно структура макета интегрированной системы изложена в работе [7].
Проверка работоспособности макета